Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} = \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} = \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
O
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n + \frac{3 \pi}{4}$$
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n - \frac{\pi}{4}$$
, donde n es cualquier número entero
Transportemos
$$\frac{1}{4}$$
al miembro derecho de la ecuación
con el signo opuesto, en total:
$$\frac{x}{2} = \pi n - \frac{1}{4} + \frac{3 \pi}{4}$$
$$\frac{x}{2} = \pi n - \frac{\pi}{4} - \frac{1}{4}$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$\frac{1}{2}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$2 \pi n - \frac{3}{5} + \frac{3 \pi}{2}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
$$\cos{\left(\frac{2 \pi n - \frac{3}{5} + \frac{3 \pi}{2}}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
___
/ 1 pi \ -\/ 2
-sin|- -- + -- + pi*n| <= -------
\ 20 4 / 2
pero
___
/ 1 pi \ -\/ 2
-sin|- -- + -- + pi*n| >= -------
\ 20 4 / 2
Entonces
$$x \leq 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2} \wedge x \leq 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
_____
/ \
-------•-------•-------
x1 x2